DE598690C

DE598690C - Device for feedback on a regulator for prime movers

Info

Publication number: DE598690C
Application number: DEH131867D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-05-21
Filing date: 1932-05-21
Publication date: 1934-06-15

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Rückführen an einem Regler für Kraftmaschinen, der aus einer von der zu regelnden Kraftmaschine angetriebenen Zahnradpumpe, einer Drosselstelle in der Druckleitung dieser Pumpe und einem Vorsteuerkolben besteht, dessen eine Seite durch den Druck vor und dessen andere durch den Druck hinter der Drosselstelle belastet ist.The present invention relates to a device for feedback on a controller for prime movers from a prime mover to be controlled Gear pump, a throttle point in the pressure line of this pump and a pilot piston exists, one side of which is loaded by the pressure in front of and the other side by the pressure behind the throttle point.

Unter dem Einfluß der bei Drehzahländerungen sich einstellenden Druckhöhenunterscliiede an der Drosselstelle wirkt der Vorsteuerkolben dann über einen Steuerkolben auf die Druckölzuführung zu einem Hilfsmotor für die Betätigung des Einlaßorgans der Kraftmaschine ein.Under the influence of the pressure height differences that arise when the speed changes At the throttle point, the pilot piston then acts via a control piston on the pressure oil supply to an auxiliary motor for the actuation of the intake member of the engine.

Nach der Erfindung sollen Regler dieser Art so ausgeführt werden, daß der Vorsteuerkolben seine Rückführbewegung unmittelbar selbst einleitet und dadurch gewissermaßen selbst rückführend wirkt. Dies wird erreicht durch vom Vorsteuerkolben gesteuerte, in dessen Arbeitszylinder vorgesehene Öffnungen, die in der durch den Öldruck auf seine beiden Seiten und den Druck einer einstellbaren Feder gehaltenen Mittelstellung des Vorsteuerkolbens von diesem verdeckt werden. Bei einer Steuerbewegung des Vorsteuerkolbens aus seiner Mittelstellung heraus wird die auf der Seite des überwiegenden Druckes befindliche Öffnung im Arbeitszylinder freigelegt, durch die dann über eine nachgeschaltete, einstellbare Drosselöffnung so lange Drucköl abfließt, bis infolge des durch das abfließende öl erzeugten Druckabfalles der Vorsteuerkolben wieder in die Mittelstellung zurückgeführt ist.According to the invention, regulators of this type should be designed so that the pilot piston initiates its return movement directly and thereby to a certain extent has a self-regressive effect. This is achieved by in its working cylinder provided openings, which are in the by the oil pressure on his both sides and the pressure of an adjustable spring held the center position of the Pilot piston are covered by this. With a control movement of the pilot piston from its middle position, the opening in the working cylinder located on the side of the predominant pressure becomes exposed, through which then via a downstream, adjustable throttle opening so long pressure oil flows off until as a result of the pressure drop generated by the draining oil the pilot piston is returned to the center position.

Einen Regler mit den Merkmalen der Erfindung zeigen die Abb. 1 und 2. Abb. ι stellt den Längsschnitt durch eine Hilfsmotorsteuerung dar, wie sie z. B. für windkessellose Regler (Durchflußregler) Anwendung findet. An der Zulaufstelle 1 wird das Drucköl von der von der Kraftmaschine angetriebenen Pumpe her geliefert. Der Steuerkolben 6 mit dem Vorsteuerkolben 7 ist in Mittelstellung gezeichnet, so daß das öl durch die beiden Durchflußstellen im Sinne des eingezeichneten Doppelpfeiles der Ablauf stelle 10 zugeführt wird. Die sonstige Wirkung der Hilfsmotor-Steuerung darf als bekannt vorausgesetzt werden.A regulator with the features of the invention is shown in Figs. 1 and 2. Fig. Ι represents represents the longitudinal section through an auxiliary engine control, as z. B. for regulators without air tanks (Flow regulator) is used. At the inlet point 1, the pressure oil is from the supplied by the engine driven pump. The control piston 6 with the Pilot piston 7 is drawn in the middle position, so that the oil through the two Flow points in the sense of the double arrow shown the flow point 10 is supplied will. The other effect of the auxiliary motor control may be assumed to be known will.

Wo die Zulaufstelle 1 in das Gehäuse 5 einmündet, ist die Drosselstelle 2 angeordnet. Unmittelbar vor der Drosselstelle 2 führt eine Bohrung 3 zur Stirnseite des Steuerkolbens 6. Dieser ist in der Achsenrichtung angebohrt bis in den Vorsteuerkolben 7 hinein, mit dem er aus einem Stück besteht. Am Ende dieser axialen Bohrung sind vier etwa radiale kleine Bohrungen vorgesehen, durch welche der Druck von der Bohrung 3 her auf die Ringfläche des Vorsteuerkolbens 7 einwirken kann. Diesem Druck von der Bohrung 3 her ist also die volle Kreisfläche vom Durchmesser des Vorsteuerkolbens 7 ausgesetzt.Where the inlet point 1 opens into the housing 5, the throttle point 2 is arranged. Immediately in front of the throttle point 2 leads a Bore 3 on the face of the control piston 6. This is drilled in the axial direction up to the pilot piston 7, with which it consists of one piece. At the end of this axial bore four approximately radial small bores are provided through which the Pressure from the bore 3 can act on the annular surface of the pilot piston 7. This pressure from the bore 3 is therefore the full circular area of the diameter of the Pilot piston 7 exposed.

Dicht hinter der Drosselstelle 2 hat das Gehäuse 5 eine Bohrung 4, von der eine Lei-Right behind the throttle point 2, the housing 5 has a bore 4, from which a line

tung 13 zum Deckel 14 des Vorsteuerzylinders führt. Es wirkt also der Druck hinter der Drosselstelle 2 auf die im Sinne der Abb. ι rechte Seite des Vorsteuerkolbens 7 ein, und da dieser Druck um den durch die Drosselstelle 2 erzeugten Staudruck geringer ist als der Druck von der Bohrung 3 her, so muß noch eine entsprechend abgestimmte Feder 11 von rechts her auf den Vorsteuerkolben 7 einwirken, um diesen samt dem Steuerkolben 6 in der gezeichneten Mittellage im Gleichgewicht schwebend zu erhalten.device 13 to cover 14 of the pilot cylinder leads. The pressure behind the throttle point 2 therefore acts on the right-hand side of the pilot piston 7 in the sense of FIG a, and since this pressure is lower by the back pressure generated by the throttle point 2 is than the pressure from the bore 3, so a correspondingly coordinated Spring 11 act from the right on the pilot piston 7 to this together with the To get control piston 6 floating in the center position shown in equilibrium.

Nimmt nun nach einer Entlastung der Kraftmaschine deren Drehzahl zu, so nimmt auch die geförderte ölmenge zu, und der durch die Drosselstelle 2 erzeugte Staudruck erfährt eine Erhöhung. Dadurch wird aber am Vorsteuerkolben 7 der Druck von der Bohrung 3 her überwiegen, so daß eine Beweao gung der Kolben 6 und 7 nach rechts und damit ein Schließen des Hilfsmotors eintreten muß. Der nach rechts sich bewegende Vorsteuerkolben 7 gibt dabei eine Öffnung 8 in seinem Zylinder frei, die schlitzförmig ist und sich über einen entsprechenden Teil des Zylinderumfanges erstreckt. Ein auf das Gehäuse 5 aufgeschraubter Aufsatz 15 verbindet durch seine Kanäle die öffnung 8 mit der Ablaufstelle 10, die mit der Atmosphäre in Verbindung ist.If the engine speed increases after the engine has been relieved of load, it increases also the amount of oil delivered, and the back pressure generated by the throttle point 2 experiences an increase. As a result, however, the pressure from the bore 3 will predominate on the pilot piston 7, so that a movement movement of the pistons 6 and 7 to the right and thus a closing of the auxiliary motor occur got to. The pilot piston 7 moving to the right gives an opening 8 in its cylinder free, which is slot-shaped and extends over a corresponding part of the cylinder circumference extends. An attachment 15 screwed onto the housing 5 connects through its channels the opening 8 with the drainage point 10, which is in connection with the atmosphere is.

Die Freilegung der öffnung 8 bedeutet also Öffnen eines Weges in die Atmosphäre, d. h. Minderung des Druckes auf die Schließseite des Vorsteuerkolbens 7, so daß dieser durch Überwiegen des Druckes von der Öffnungsseite her nun genötigt ist, wieder der gezeichneten Mittelstellung zuzustreben. In dem Augenblick, in dem diese erreicht ist, ist auch die Öffnung 8 wieder geschlossen. Um die gegen den Schluß zu abnehmende Geschwindigkeit, mit welcher der Vorsteuerkolben 7 unter schleichendem Schluß wieder seiner Mittelstellung zustrebt, nach Bedarf auch geringer einstellen zu können, ist in der im Aufsatz 15 geschaffenen Verbindungsleitung zwischen der Öffnung 8 und der Ablaufstelle 10 eine zweite Drosselstelle 20' mit Stellschraube 20 vorgesehen, die die drosselnde oder dämpfende Wirkung der Öffnung 8 zu verstärken erlaubt.The uncovering of the opening 8 thus means opening a path into the atmosphere, i. H. Reduction of the pressure on the closing side of the pilot piston 7, so that this through The predominance of the pressure from the opening side is now required, again the one shown To strive for middle position. At the moment when this is reached, the opening 8 is also closed again. To the decreasing speed towards the end with which the pilot piston 7 creeping towards its middle position again, if necessary to be able to adjust lower, is in the in the essay 15 created connecting line between the opening 8 and the drainage point 10 a second throttle point 20 'is provided with adjusting screw 20, the throttling or to reinforce the damping effect of the opening 8 allowed.

Durch den schleichenden Schluß der Rückführbewegung wird diese in ihrer Wirkung zielsicher und stabil, ein Überregulieren kann nicht eintreten. Ferner wird der Vorsteuerkolben 7 stets wieder genau dieselbe Mittelstellung einnehmen, was bei Durchflußreglern Gewähr dafür bietet, daß im Beharrungszustand der Kraftmaschine das Durchfließen des Öles durch das Steuerorgan unter geringstem Druck, Kraftbedarf und Erwärmung des· Öles sich vollzieht.The effect of this is reduced by the creeping end of the return movement Accurate and stable, overregulation cannot occur. Furthermore, the pilot piston 7 always take exactly the same center position again, which is the case with flow regulators Provides a guarantee that in the steady state of the engine the flow through of the oil through the control unit under the lowest pressure, power requirement and heating of the oil takes place.

Im Falle einer Belastung der Kraftmaschine wird der Vorsteuerkolben 7 nach links ausweichen und ein Öffnen des Hilfsmotors herbeiführen. Im Augenblick des Ausweichens wird aber die Öffnung 9 freigelegt, so daß die Öffnungsseite des Vorsteuerkolbens 7 Verbindung mit der Atmosphäre erhält und infolge des dadurch entstehenden Druckabfalles wiederum eine Rückführung des Vorsteuerkolbens 7 in die Mittelstellung eintreten muß.In the event of a load on the engine, the pilot piston 7 is after Dodge left and cause the auxiliary engine to open. At the moment of evasion, however, the opening 9 is exposed, so that the opening side of the pilot piston 7 receives communication with the atmosphere and as a result of the resulting Pressure drop, in turn, a return of the pilot piston 7 to the central position must occur.

Es wird also durch Freilegen der Öffnungen 8 oder 9 nach eingeleiteter Schließ- oder Öffnungsbewegung des Vorsteuerkolbens 7 jeweils ein Einfluß ausgelöst, zu dessen Auslösung es bei Öldruckreglern sonst der sogenannten Rückführung bedarf. Sie hat bekanntlich den Zweck, ein Überregulieren zu verhindern. Da der Vorsteuerkolben 7 seine Rückführbewegung unmittelbar selbst einleitet, so darf seine Wirkung selbst rückführend genannt werden.It is so by exposing the openings 8 or 9 after initiated closing or Opening movement of the pilot piston 7 triggered an influence to trigger it Otherwise what is known as feedback is required in the case of oil pressure regulators. She is known to have the purpose of preventing overregulation. Since the pilot piston 7 initiates its return movement directly itself, so its effect can itself be called retrospective.

Natürlich ist ein bestimmtes Verhältnis der Querschnitte bei den Bohrungen 3 und 4 einerseits und den öffnungen 8 und 9 anderseits notwendig, um das besprochene Zusammenwirken der verschiedenen Einflüsse zu erzielen. Ferner ist dazu eine entsprechende Abstimmung der Feder 11 notwendig.Of course, there is a certain ratio of the cross-sections in the bores 3 and 4 on the one hand and the openings 8 and 9, on the other hand, necessary for the cooperation discussed of the various influences. A corresponding vote is also required the spring 11 is necessary.

Das Streben des Vorsteuerkolbens 7, stets in seine Mittelstellung zurückzukehren und liier zu verharren, hat nun zur Folge, daß nach jedem Regelvorgang die Druckverhältnisse zu beiden Seiten des Vorsteuerkolbens 7 dieselben sein müssen. Damit muß aber stets auch dieselbe Drehzahl der Kraftmaschine vorhanden sein, gleichviel, ob deren Belastung groß oder klein ist. Das heißt also, der Regler arbeitet mit einem Ungleichförmigkeits- 1°° grad gleich Null.The striving of the pilot piston 7 to always return to its central position and to remain liier now has the consequence that after each control process the pressure conditions must be the same on both sides of the pilot piston 7. But this must always the same speed of the engine must also be available, regardless of whether its load is big or small. This means that the controller works with a non-uniformity 1 ° degree equals zero.

Diese Eigenschaft ist im praktischen Betrieb nicht immer erwünscht, es sollte in vielen Fällen ein gewisser Ungleichförmigkeitsgrad in dem Sinne, daß die Kraft- i°5 maschine bei großen Belastungen etwas geringere Drehzahl aufweist als bei kleinen, geschaffen werden können.This property is not always desirable in practical operation; it should be used in in many cases a certain degree of irregularity in the sense that the force i ° 5 machine has a slightly lower speed with high loads than with small, can be created.

Diesem Bedürfnis wird bei der vorliegenden Hilfsmotorsteuerung durch ein Getriebe 16, 17, 18, 19 entsprochen, das eine Verbindung der Kolbenstange des Hilfsmotors für die Betätigung des Einlaßorgans der Kraftmaschine mit dem Widerlagerteller 12 der Feder 11 herbeiführt. In Abb. 2 ist dieses "5 Getriebe im Grundriß dargestellt. Der Hebel 16 ist unmittelbar an die Kolbenstange des Hilfsmotors angelenkt, seine beiden Grenzstellungen sind durch strichpunktierte Linien 16', 16" angedeutet. Dabei entspricht die Linie 16' der voll geöffneten Stellung, 16" der Schlußstellung des Einlaßorgans.In the present auxiliary motor control, this need is met by a transmission 16, 17, 18, 19 met that one connection the piston rod of the auxiliary motor for the actuation of the intake member of the engine with the abutment plate 12 of the spring 11 brings about. In Fig. 2 this is "5 Transmission shown in plan. The lever 16 is directly on the piston rod of the Articulated auxiliary motor, its two limit positions are indicated by dash-dotted lines 16 ', 16 "indicated. The line 16' corresponds to the fully open position, 16" the final position of the inlet organ.

Im Falle einer Entlastung der Kraftmaschine wird der Hebel 16 im Sinne der Zeichnung nach unten bewegt und damit der Teller 12 etwas nach links verschoben, also die Feder 11 stärker gespannt. Die Folge davon ist, daß von der Bohrung 3 her nun ein etwas größerer Druck zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtszustandes in der Mittellage des Kolbens 7 nötig ist, die Kraftmaschine also etwas rascher laufen muß.In the case of a discharge of the engine, the lever 16 is in the sense of Moved drawing down and thus the plate 12 shifted slightly to the left, so the spring 11 tensed more. The consequence of this is that from the bore 3 now a slightly higher pressure to maintain the state of equilibrium in the central position of the piston 7 is necessary, so the engine must run a little faster.

Im Falle einer Belastung der Kraftmaschine liegen die Dinge sinngemäß umgekehrt. Es ist weiter durch veränderliche Gestaltung der Hebellänge 17 möglich, jeden beliebigen Ungleichförmigkeitsgrad für die Drehzahl der Maschine einzustellen.In the case of a load on the prime mover, things are mutually reversed. It is further possible by variable design of the lever length 17, any Set the degree of irregularity for the speed of the machine.

Mit Hilfe des Handrades 18 und der Gewindespindel 19 ist man schließlich in der Lage, die Drehzahl innerhalb bestimmter Grenzen nach Bedarf einzustellen. Durch starkes Herausschrauben der Spindel 19, also durch völliges Entspannen der Feder 11 und Verbinden der Leitung 13 mit der Ablaufstelle 10 kann die Kraftmaschine zum Stillstand gebracht werden.With the help of the handwheel 18 and the threaded spindle 19 one is finally able to set the speed within a certain range Set limits as required. By strongly unscrewing the spindle 19, so by completely relaxing the spring 11 and connecting the line 13 to the drainage point 10 the engine can be brought to a standstill.

Es ist noch festzustellen, daß der insbesondere bei Durchflußreglern stark wechselnde Arbeitsdruck des Öles ohne Einfluß auf den durch die Drosselstelle 2 erzeugten Staudruck ist. Denn dieser Arbeitsdruck macht sich vor der Drosselstelle 2 stets genau so geltend, wie hinter ihr und wie überall sonst in der Leitung des Öles.It should also be noted that the fluctuations greatly, particularly in the case of flow regulators Working pressure of the oil has no effect on the back pressure generated by the throttle point 2 is. Because this working pressure is always applied in front of the throttle point 2 exactly as behind her and like everywhere else in the line of the oil.

So wird man zur Beeinflussung der Hilfsmotorsteuerung ohne weiteres den ölkreislauf der Druckpumpe des Hilfsmotors verwenden können, wie Abb. 1 zeigt. Die Kosten einer besonderen Pumpe für diesen Zweck wird man nur dann in Kauf nehmen, wenn bestimmte Gründe dafür sprechen.So one becomes to influence the auxiliary engine control can easily use the oil circuit of the pressure pump of the auxiliary engine, as Fig. 1 shows. The cost of a A special pump for this purpose will only be accepted if certain Reasons speak for it.

Um die in der Drosselstelle 2 erzeugte Bewegungsenergie des Öles zum großen Teile wieder rückzugewinnen und unnötige Erwärmung des Öles zu vermeiden, kann in bekannter Weise hinter der Bohrung 4 ein konisch erweitertes Saugrohr vorgesehen werden, das die Geschwindigkeit des Öles von der Drosselstelle 2 her entsprechend verzögert. To the major part of the kinetic energy of the oil generated in the throttle point 2 Recovering and avoiding unnecessary heating of the oil can be known in Way behind the bore 4 a conically widened suction pipe can be provided, the the speed of the oil from the throttle point 2 is delayed accordingly.

Die besprochenen Grundgedanken lassen sich natürlich auf alle möglichen Konstruktionen von Hilfsmotorsteuerungen anwenden; außer Durchflußreglern können also auch Windkesselregler im Sinne der Erfindung ausgerüstet werden.The basic ideas discussed can of course be applied to all possible constructions apply from auxiliary engine controls; in addition to flow regulators can also Air vessel controller within the meaning of the invention are equipped.

Claims

Patent claims:

i. Device for feedback on a regulator for prime movers, the from a gear pump driven by the engine to be regulated, a throttle point in the pressure line this pump and a pilot piston loaded on the one hand by the pressure upstream and on the other hand by the pressure downstream of this throttle point exists, which latter is under the influence of changes in speed adjusting differences in the dynamic pressure adjusts a control piston that controls the supply of pressurized oil to an auxiliary motor for the actuation of the inlet member of the engine, characterized by the pressure of the control oil in the steady state and an adjustable spring (11) in the middle position held 'pilot piston (7) controlled openings (8 or 9) in the working cylinder for the pilot piston, of which when the pilot piston moves out of the center position exposed each opening on the side of the predominant pressure is, through which then as long pressure oil flows through a downstream, adjustable throttle point (20 ') until as a result of the the pressure drop generated by the draining oil, the pilot piston (7) is returned to the central position.

2. Device according to claim 1, characterized in that between the Piston rod of the auxiliary motor and the go spring plate (12) of the spring (11) for the Pilot piston. (7) a gear (16, 17, 18, 19) is switched, which the degree of irregularity to be set to finite values. '

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that for influencing of the pilot piston (7) the same oil pump as for the auxiliary motor is used. too

1 sheet of drawings